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低气压汞放电杀菌消毒紫外线

光源和灯具产品介绍

一、工作原理

低气压汞放电紫外线光源，顾名思义，就是一种利用较低压汞蒸汽（1.3～13Pa（0.01～0.1mmHg）被激化而发出紫外光的光源。

紫外线光源是各类紫外线杀菌设备中的最核心部件。低气压汞放电紫外线光源，是目前为止技术最为成熟的紫外线杀菌应用中采用的光源。

低气压汞放电紫外线光源的基本物理结构和普通照明用荧光灯类似，一般由灯头，电极和灯管组成， 它的典型结构如下图。

灯工作时，灯内汞蒸气处于低压放电状态。灯内封装汞和惰性气体，采用特殊的玻璃制成透明灯管，两端灯丝构成的电极形成高压电场)加热灯丝时，管内的汞蒸气受到激发跃迁至激发态，由激发态回到基态时发射紫外光。其发光谱线主要有两条：一条是253.7nm波长；另一条是185nm波长，这两条都是肉眼看不见的紫外线。

目前我国使用的紫外线消毒灯有下述几种 ：

1、普通直管热阴极低压汞紫外线消毒灯：

灯管采用石英玻璃或其它对紫外线透过率高的玻璃制成，功率为 40W、30W、20W、15W等。

要求出厂新灯辐射253.7nm紫外线的强度(在距离1m处测定，不加反光罩)

功率 >30W 灯，紫外线的强度≥90μW/cm2；

功率 >20W灯，紫外线的强度≥60μW/cm2；

功率 >15W 灯，紫外线的强度≥20μW/cm2。

由于这种灯在辐射 253.7nm 紫外线的同时，也辐射一部分 184.9nm 紫外线，故可产生臭氧。

2、高强度紫外线消毒灯：

要求辐射 253.7nm 紫外线的强度(在灯管中心垂直距离 1m处测定)为：

功率 30W 灯，紫外线的强度>170μW/cm2；

功率11W 灯，紫外线的强度>40μW/cm2。

3、低臭氧紫外线消毒灯：

也是热阴极低压汞灯，可为直管型或 H 型，

由于采用了特殊工艺和灯管材料，故臭氧产量很低，要求臭氧产量<1mg/h。

4、高臭氧紫外线消毒灯：

由于采取了特殊工艺，这种灯产生较大比例的波长184.9nm 的紫外线，故臭氧产量较大。

二、产品分类

低气压汞放电紫外线技术经过数十年的发展，其光源产品的类型多种多样，具有不同的技术特点。从不同的角度对光源进行分类，有助于设备厂商挑选合适的紫外线产品或者消费者区分不同特性的产品。

按照阴极材料分类，可以分为热阴极低压汞蒸气放电灯、冷阴极低压汞蒸气放电灯。

按照玻璃材料分类，可以分为石英灯管，高硼玻璃灯管，透紫玻璃。

按照灯的输出电功率， 分为大功率，中功率和小功率。一般大功率，中功率灯都需要外接电子控制装置，小功率灯可以内置电路。

为了不同的消毒杀菌的应用需要，又可分为无臭氧、低臭氧、高臭氧。

最直观的是按照灯管外型可分为直型管、Ｈ型管、Ｕ型管以及异型管等。

按照灯脚的位置，可以分为单端和双端灯。

图：直管双端紫外线灯

图：单端H管紫外线灯

图：集成式紫外线灯（内置电路） E27灯头

三、紫外线灯的杀菌消毒效果评价

目前，在市场上主流的杀菌灯管为石英低气压汞放电灯。其特点是成本相对便宜，杀菌效果好。

（一）、照射方式：

最好使用便携式紫外线消毒器近距离移动照射，也可采取紫外灯悬吊式照射。对小件物品可放紫外线消毒箱内照射

在运用杀菌灯进行消毒一般由一下几种方式：

1.间接照射法：首选253.7nm紫外线空气消毒器，不仅消毒效果可靠，而且可在室内有人活动时使用，但光线不能照到人，而且可在室内有人活动时使用，一般开机消毒 30min 即可达到消毒合格。

2.直接照射法：在室内无人条件下，可采取紫外线灯悬吊式或移动式直

接照射。采用室内悬吊式紫外线消毒时，室内安装紫外线消毒灯（30W

紫外灯，在1.0m 处的强度 >70μW/cm2）的数量为平均每立方米不少于

1.5W，照射时间不少于30min。

3.对水和其他液体消毒，可采用水内照射或水外照射，采用水内照射法时，紫外光源需要有石英玻璃保护罩。

（二）、照射剂量和时间：

不同种类的微生物对紫外线的敏感性不同，用紫外线消毒时必须使用照射剂量达到杀灭目标微生物所需的照射剂量

主要是由微生物所接受的紫外线的照射剂量决定的。

紫外照射剂量是指达到一定的细菌灭活率时，需要特定波长紫外线的量：

照射剂量（J/m2）=照射时间（s）×UVC强度（W/m2）

照射剂量越大，消毒杀菌效果越好。

辐射剂量（推荐）

紫外线UVC 253.7nm：普通消毒：10，000微瓦·秒／平方厘米 新冠病毒等高危病毒消毒：100，000微瓦·秒／平方厘米

肺炎冠状病毒结构与非典病毒相似，对紫外线辐射同样也很敏感。

03年非典后期，央视作相应的报道时指出：30瓦紫外线灯，在1m距离，30分钟就杀灭这种病毒。1米处的紫外线照度为90微瓦／平方厘米。

剂量是：90X30X60=162，000 微瓦·秒／平方厘米

1、杀灭一般细菌繁殖体时，应使照射剂量达到：10 000μW.s/cm2；

2、杀灭细菌芽孢时应达到：100 000μW.s/cm2；

3、病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽胞之间；真菌孢子的抵抗力比细菌芽孢更强，有时需要照射到：600 000μW.s/cm2；

4、在消毒的目标微生物不详时，照射剂量不应低于：100000μW.s/cm2。

根据紫外线光源的辐照强度，可以计算出需要照射的时间。

例如：用辐照强度为 70μW/cm2 的紫外线表面消毒器近距离照射物品表面，选择的辐照剂量是 100 000μW.s/cm2，则需照射的时间是：

100 000μW.s/cm2 ÷ 70μW/cm2 = 1429 s ÷ 60s ≌ 24min

光照时间计算

比照计算：以30W壁挂式杀菌灯为例，一定距离下 测到的紫外线照度为除数，计算值即为所需时间。

如在500px时，实测为1000微瓦／平方厘米（当然其 照度分布与对应灯管的位置有关），计算得出照射 时间是2.7分钟。（光照度与距离的平方成反比。）

紫外线和臭氧的剂量如何计算？

紫外线：90μW.S／cm2 紫外强度，照射30分钟臭氧：浓度在20.3mg/立方，作用时间>15分钟。

病毒比细菌难杀灭得多，原因之一是病毒的（体积）面积 （光照不同高温，考虑面积因素多一些）比细菌小得多。如， 一般实验参照用的大肠杆菌，面积比一般病毒约大10倍。当然还有它们的DNA/RNA和外壁因素差异

四、紫外线杀菌消毒灯主要有以下技术参数：

紫外线辐射效率、紫外线辐射功率维持率，以及对于臭氧的规定

1、紫外线辐射效率

紫外线灯的输入电功率只有一部分能转化为紫外线辐射功率，两者之比就是紫外线辐射效率。参考国家标准GB/T 19258-2012 紫外线杀菌灯（<65W）的规定，辐射效率为10.2%~23%。功率越大，辐射效率越高。 随着紫外线灯的技术发展，紫外线辐射效率已经可以达到25%~30%左右。

2、紫外线辐射功率维持率

和普通照明用的低气压汞放电荧光灯一样，紫外线灯随着使用时间增加，它的紫外线输出会衰减。一旦紫外线的输出低于必须的杀菌消毒最低辐射要求，整个紫外线设备就失去了消毒杀菌的作用。因此，灯管的紫外线辐射功率的维持率是衡量紫外线灯性能重要的参数之一。

紫外线辐射功率的维持率是指在灯工作若干小时后（2000小时~12000小时）的紫外线辐射功率和初始值（老炼100小时）的比率。灯管制造商应在产品说明书中标明。

对紫外线灯的辐射功率维持率又重要影响的是灯管玻璃的材料和工艺。

目前比较常见的石英玻璃，高硼玻璃，以及专门适用于紫外线灯的特种玻璃。

 石英是一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃。石英玻璃对紫外线透过率高，达90%。但是石英玻璃的材料价格较高，制造的人工成本也较高。

高硼玻璃对紫外透过率约是石英玻璃的60%，成本比石英玻璃便宜，但它的紫外线透光性较低，而且透光性随着时间的衰减较快。

紫外线灯行业也陆续研发出一些专门适用于紫外线灯的透紫玻璃，对紫外线应用做了优化。以下是一个比较。

石英、高硼玻璃鉴别方式：

A、小刀刻画，前者没有划痕；后者则有。

B、另一种鉴别方式就是火烤的方法不适合成品灯管，因为高硼管可能会炸裂，石英玻璃不会。

3、对于臭氧的规定

紫外线灯可以消毒杀菌，除了253,7nm的紫外线照射之外，还有一种辅助的方式是通过185nm的紫外线辐射来产生臭氧O₃。

臭氧是强氧化剂，有杀菌和消毒的作用。它的特性就是很活跃，很容易和空气的氧原子结合生成氧气，边产生边还原。

但臭氧对人体有伤害。臭氧分解的时间一般为30-60分钟，也就说带有臭氧消毒30-60分钟后方可入室工作。所以在国家标准GB 19258-2012 紫外线杀菌灯（<65W）中给了两个限值规定，如下

最后，有必要提一下关于在紫外线灯中使用的汞。汞是低气压汞放电紫外线光源产品中使用的必不可替代的物质， 只有汞才能产生高效杀菌消毒的254nm和185nm光谱。但同时，汞又是一种对人体有害的元素。根据我国生态环境部（原环境保护部）于2017年发布的第38号公告，《关于汞的水俣公约》自2017年8月16日起对我国正式生效。其第5条款规定：自2021年1月1日起，禁止生产和进出口附件中所列含汞产品（含汞体温计和含汞血压计的生产除外）。禁止的含汞产品可以参见下面内容以及官网的链接：http://www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201708/t20170816_419736.htm

其中荧光灯产品只涉及普通照明用途的荧光灯，未提及的灯不在《关于汞的水俣公约》禁止的范围。对于没有提到的气体放电灯灯，由于科学技术的发展，还不足以找到成熟的替代物质或者替代产品，如紫外线灯，仍然可以继续使用。

即便如此，气体放电灯产业的技术人员也在努力减少汞的危害。一方面，在尽量减少汞在灯管中的含量。另一方面，普遍使用汞齐技术。汞齐，即汞合金，为水银与其他金属的合金。在常温下（灯不亮），汞原子大部分被约束在汞齐中。如果灯点亮，随着温度升高，汞齐释放出更多汞原子。这样，即使灯管破碎，汞原子也不足以对人体和环境产生损害。

五、低气压汞放电紫外线类杀菌消毒灯具

在介绍低气压汞放电紫外线类杀菌消毒灯具前，先给大家罗列和科普一下目前市场上运用消毒杀菌的方式，原理，优点及缺点：

注：国家标准GB/T 19258-2012 所指紫外线杀菌灯的紫外线辐射中心波长为253.7nm

通过上面的对比，在我们心中对不同的消毒杀菌方式有了一定的认知和理解。下面我们在介绍一下低气压汞放电紫外线，低气压汞灯消毒方式是通过灯在工作过程中输出紫外线对空气和物体表面进行消毒杀菌。在使用过程中需要注意好人体防护，不可直接照射人眼和皮肤。因为玻璃管一般都是用石英玻璃管，在安装过程中不能用裸手直接触碰灯管，会导致人手上的汗液沾在玻璃管上而影响紫外线的输出。

在产品消毒时，当温度低于20摄氏度或高于40摄氏度，建议适当延长照射时间。

低压汞灯杀菌灯因其特性被广泛运用于：物体表面、空气、饮用水和废水处理。

其优点有：工艺成熟，紫外输出效率高，性价比高，有臭氧和无臭氧可选、供应链稳定等目前被广泛运用杀菌。

六、常用杀菌消毒灯介绍：

1.一体化支架杀菌消毒灯

（1）产品特点：

A. 结构紧凑，由石英紫外线杀菌灯管和照明抗UV支架组合，支架内置镇流器。安装简单，使用方便。

B. 采用标准的T5/T8荧光灯支架，T5灯管一般选用的是石英灯管，T5(d15mm);T6(d19mm);T8(25mm),T8灯管选用高硼玻璃和石英玻璃两种。两者在紫外线的输出上存在差异，石英材料的紫外线输出比高硼玻璃高，且寿命长。建议选用石英材质的紫外线杀菌灯管。

双端紫外线杀菌消毒灯直管采购要求

C.灯管可替换，节约产品更新换代成本。

D.宽压设计：110V---240V 50Hz/60Hz。

E.发光面积大，消毒面积广。

F.高效杀菌。

H.有臭氧和无臭氧两种灯管可选。

I.不存在抗药性，杀菌效果更彻底。

J.发光方向有指向性，不是裸灯的360度

K.功率选择一般是30W和40W（输出效率相对较高）

L.灯体机械性能强，不易变形；表面经喷塑抗UV工艺处理，防生锈，防腐，防变色，不易磨损。塑料件为阻燃材料，耐压，耐高温，抗UV。

M.内置电子镇流器，启动快，无频闪。

（2）消毒应用：

一体化支架杀菌消毒灯广泛用于室内空气和物体表面的杀菌消毒，运用的方式是直接照射，在室内无人的情况下可采取紫外线灯悬吊式进行杀菌，

要求是：室内安装紫外线消毒灯(30W紫外线灯，在1.0米处的强度>90uW/cm2)的数量为平均每立方米不少于1.5W照射时间不少于30min。

广泛的运用在以下场所进行空气和物体表面消毒，保持空气和物体表面的卫生。通过对环境内空气和表面的消毒来达成消毒的效果。

一般被运用到以下场所：

A. 医院

B. 幼儿园

C.学校

D.食品厂

E.化妆品厂

F.鞋业

G.流水线

H.厨房

I.卫生间

J.消毒柜

K. 空气净化器

L.洁净厂房等等

一体化杀菌灯光效率高，光输出约90%，结构设计合理，是大空间所首选的杀菌产品，灯尺寸可以根据设计选取（30W和40W规格灯效率最高）。

杀菌效果：与其他紫外线产品对比，支架灯是除医院所用紫外线裸灯外，杀菌效果和性价比最高的灯种。通过对空气和物体表面的杀菌，能够提到预防交叉感染，降低发病率。

 1. 智能杀菌面板灯

(1)产品特点

A. 可与现有家具面板灯共用安装位不占额外空间，照明与杀菌共用。

B. 照明+杀菌；照明+杀菌+空气净化多功能可选。

C. 根据需求有臭氧和无臭氧可选。

D. 可根据不同场景进行智能功能设定：定时，蓝牙，遥控，红外感应等智能模块，在满足杀菌消毒的同时，更好的保护好用户。

E. 无线智能控制器，让操作更简单，方便，快捷，安全。

F. 人体感应器，当检测到人员进入时自动切断。

G.智能警示灯，提醒杀菌灯工作中。

H.多重安全自我保护功能，防止在人员进入过程中紫外线对人体造成伤害。同时，在紫外线灯工作时避免人员误操作导致照明产品工作，节约用电。

I.纳米技术杀菌：是将附着在有效介质上的纳米颗粒通过特定光源的照射，与周围的水、空气中的氧发生作用后产生具有极强的氧化，还原能力的“电子-空穴”对的一种技术。这种“电子-空穴”对能在室温下将空气或水中的有机污染物和部分无机污染物予以光解消除，将其直接分解成无害无味的物质，并能破坏细菌的细胞壁，杀灭细菌，从而达到对污水、废气的处理和杀菌目的的技术。照明和杀菌同时进行，应用范围广，无时间要求的局限。纳米杀菌有光/无光皆可抗菌抗病毒，有人无人状态下均可提供24小时的保护，无刺激性气味或有害气体产生，健康环保。

(2)消毒应用

因面板灯的适用场景一般运用于家具和室内照明，根据产品特点可以用于以下场所应用：

A. 卧室，书房

B. 教室

C. 办公室

D. 厨房

E. 卫生间

F. 阳台

G. 医院

智能杀菌面板灯的适用场景相对一体化杀菌灯来说运用场景相对少，在已经使用面板灯的场所来说，进行功能替换是不错的选择，照明与杀菌一起，还可以根据需求增加空气净化功能。在杀菌的同时，对空气进行净化。

杀菌效果：对于办公室，潮湿环境（卫生间、厨房）来说是比较好的杀菌产品，有臭氧功能的杀菌能够对遮挡空间进行消毒，臭氧会有特殊的刺激性气味，要及时的通风换气；纳米技术杀菌可时时杀菌，有人无人都可进行，健康环保无伤害。

2. 智能庭院杀菌灯

（1）产品特点

A. 可与现有庭院灯集成，一灯两用，夜间照明和杀菌。

B.  根据需求有臭氧和无臭氧可选

C.  可根据不同场景进行智能功能设定：定时，蓝牙，遥控，红外感应等智能模块来减少紫外线工作过程中对人体伤害。

D. 人体感应器，当检测到人员进入时自动切断。

E. 智能警示灯，提醒杀菌灯工作中。

F. 防水，防潮

G. 人体安全电压设计，可充电。

(2)消毒应用

智能庭院杀菌灯相比其他杀菌类产品来说，运用的场所相对单一。一般运用于庭院或者公园中消毒。在使用过程中需要特别注意的就是安全防护，避免因错误操作而导致紫外线对人体伤害。

3. 智能移动便携式杀菌灯

（1）产品特点

A. 产品样式多样化，轻便小巧(保龄球，外星人，杀菌棒，台灯，话筒等等形状)

B. 创意造型符合大众审美观，可以根据需求进行个性化的外观设计

C. 携带方便，对出差旅行的消费者来说是个不错的选择

D. 可定时，遥控，红外感应，APP等智能模块，满足杀菌消毒的同时，能够保护好用户。

E. 运用于空间较小或者物件表面的杀菌消毒

F. 使用方便，操作简单

G. 一般以充电电池款为主

H. 无死角杀菌

(2) 消毒应用

由于该产品特性：小巧，携带方便，可移动等功能被广泛运用在以下场所，特别适合出差和旅行人士使用：

A. 出差旅行对行李箱、酒店床单、牙刷，茶杯等物件消毒

B. 小面积衣柜消毒

C. 手机消毒

D. 冰箱消毒

E. 车内消毒

F. 洗衣机

G. 橱柜

H. 饮用水消毒

I. 宠物屋

J. 鱼缸

K. 婴儿用品

智能移动便携式杀菌灯主要用于小空间，出差，旅行者是个不错的选择，因产品设计的局限，所选用的杀菌灯一般是小功率的杀菌灯为主。所以，在使用过程中的时间相对要长一点来达到更好的杀菌效果。同时，可以根据需求增加臭氧功能杀菌效果会更好。

杀菌效果：建议选择增加臭氧产品一起使用效果更佳

（3）居家妙用技巧

4. 壁挂式紫外线杀菌灯

（1）产品特点

A.它由石英紫外线杀菌灯管和灯箱构成

B.一般采用两支或多支相灯管组合

C.纯物理杀菌，无二次污染。

D.快速，高效。

E.输入采用国标三插电源线，可接地，具有漏电保护功能，安全可靠。

F.外壳采用铝合金，轻巧、耐用、永不生锈的特点。

G.安装方式采用不锈钢锁链悬挂，方便快捷。

K.有臭氧和无臭氧两种灯管可选。

L.内置电子镇流器，启动快，无频闪。

M.产品可以内置定时器，遥控器或红外感应器，丰富产品性能和增加用户体验感。

（2）消毒应用

壁挂式杀菌台灯相比一体化杀菌台灯来说，优势在于可以在有插座的地方接通后直接使用，无需另外在安装线路。安装上相比之下简单，易操作。主要适用于以下场所：

A. 医疗卫生

B. 制药工业

C. 学校

D. 工厂

E. 厨房

I. 养殖场

J. 除甲醛

K. 地下室除异味等场所杀菌消毒。

壁挂式杀菌灯，由于灯具的遮挡系数，又由于壁挂式杀菌灯通常是单面利用，加装反光板，其光效率也只有50%多。所以，一般在空间相对小的地方杀菌效果更佳。

6、杀菌消毒车

1）、产品技术参数：

   电源：220V  50Hz

    功率：30W×2支   /  100W X 2 支（高气压气体放电灯）

    G13 陶瓷灯头   双端石英玻璃直管长：  895mm

    紫外线波长：253.7nm

    辐射强度：≥125μw (单支)       ≥250μw (双支)     低气压

              ≥390μw (单支)       ≥780μw (双支)     高气压

    灯管调整角度：1-180度

    消毒时间：0-120分钟 可调

    车高：1060mm 脚轮长：355mm  脚轮宽：340mm

2）、功能特点：

    1、带360度车轮，移动方便；

    2、有语音提醒功能，提醒人员离开现场，确保人员安全使用；

    3、自动延时30秒开启，确保人员离开现场，

    4、有档位可选择。紫外线杀菌灯才开始工作

    5、可折叠，方便存储；

    6、有定时功能，方便自动关灯

3）、适用场所：

幼儿园、学校、医院、商场、办公室、宾馆、酒店、KTV、餐厅、饮食服务业、食品制造业、畜牧业、家禽饲养业等公共场所消毒杀菌。

广东智多多杀菌消毒产品目录

标准要求： GB 28235—201 1     紫外线空气消毒器安全与卫生标准

GB19258-2012       紫外线杀菌灯

生产许可： WS 628 - 2018       消毒产品卫生安全评价技术要求

检测设备：  短波紫外线辐照计    UVC254

附：一种智能护眼杀菌灯专利证书↓

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